榴弹流场数值分析开题报告

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1、 毕业设计开题报告学 生 姓 名： 学 号：0601064230学 院、系：机电工程学院机电控制工程系专 业：弹药工程与爆炸技术设 计 题 目：榴弹流场数值分析指导教师: 2010 年 3 月 15 日开题报告填写要求1开题报告作为毕业设计答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计工作前期内完成，经指导教师签署意见及所在系审查后生效；2开题报告内容必须用按教务处统一设计的电子文档标准格式（可从教务处网页上下载）打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见；3学生写文献综述的参考文献应不少于15篇（不包括辞典、手册）。文中应用参考文

2、献处应标出文献序号，文后“参考文献”的书写，应按照国标GB 771487文后参考文献著录规则的要求书写，不能有随意性；4学生的“学号”要写全号（如0201140102），不能只写最后2位或1位数字；5. 有关年月日等日期的填写，应当按照国标GB/T 740894数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。如“2004年3月15日”或“2004-03-15”；6. 指导教师意见和所在系意见用黑墨水笔工整书写，不得随便涂改或潦草书写。毕 业 设 计 开 题 报 告1结合毕业设计情况，根据所查阅的文献资料，撰写2000字左右的文献综述：该课题研究的目的及意义 在传统

3、的榴弹流场分析中，大多采用风洞实测的方法，风洞是进行空气动力学实验的一种主要设备，几乎绝大多数的空气动力学实验都在各种类型的风洞中进行。风洞的原理是使用动力装置在一个专门设计的管道内驱动一股可控气流，使其流过安置在实验段的静止模型，模拟实物在静止空气中的运动。测量作用在模型上的空气动力，观测模型表面及周围的流动现象1。根据相似理论将实验结果整理成可用于实物的相似数。实验段是风洞的中心部件，实验段流场应模拟真实流场，其气流品质如均匀度、稳定度(指参数随时间变化的情况)、湍流度等，应达到一定指标2。风洞主要按实验段速度范围分类，速度范围不同，其工作原理、型式、结构及典型尺寸也各异。但风洞试验有以下

4、缺点：风洞建设投资大、试验周期长，且存在堵塞效应、地面效应,易受主、客观条件的影响，所以在一般经济条件下根本无法进行3。随着计算机的发展从而把原来只能在风洞中进行的实验转化到计算机上来，与实验研究相比，利用FLUENT软件研究榴弹外流场在某种意义上比理论和实验对流体的运动过程认识更为深刻更为细致，不仅可以了解气流运动的结果，而且可以了解整体与局部的细致过程，能得到一些实验手段所得不到的理解和认识4。本课题研究的方法及软件介绍 对流体的研究主要有三种方法，实验法、解析法、数值法5。实验法是在大量的实验基础上结合理论研究建立经验公式。目前为了节约成本，缩短研发周期很多时候要用到数值分析法，数值分析

5、法是数学与计算机技术结合的一门学科，是利用计算机解决数学问题的理论和方法，是计算数学的一个重要分支6。FLUENT是目前处于世界领先地位的的商用CFD软件包之一，是目前市场上占有率最大的CFD软件包，用来模拟从不可压缩到高度可压缩范围内的复杂流动7。只要是涉及流动、传热、化学反应等的工程问题，都可以用FLUENT来进行分析8。FLUENT采用多种求解方法和多重网格加速收敛技术，因而能达到最佳的收敛速度和求解精度。FLUENT提供了丰富的物理模型、数值方法供用户选择，因而具有强大的前后处理功能，灵活的非结构化网格和基于解的自适应网格技术及成熟的物理模型，使FLUENT在航空航天、汽车设计、船舶、

6、机械能源动力等领域都有着广泛的应用9。FLUENT 是一个用于模拟和分析复杂几何区域的内的流体流动与传热现象的专用软件，提供了灵活的网格特性，可以支持多种网格。用户可以自由使用结构化或者非结构化网格来划分复杂的几何区域,例如针对二维问题支持三角形网格或四边形网格；针对三维问题支持四面体、六面体、棱锥、多面体网格；同时也支持混合网格。用户也可以利用FLUENT提供的网格自适应特性在求解过程中根据所获得的计算结果来优化网格10。FLUENT是使用c语言开发的，支持并行计算，支持UNIK和Windows等多种平台，采用服务器的结构，能够在安装不同操作系统的工作站和服务器之间协同完成同一个任务11。F

7、LUENT通过菜单界面与用户进行交互，用户可以通过多窗口的方式随时观察计算的进程和计算结果。计算结果可以采用云图、等值线图、矢量图、剖面图、XY散点图、动画等多种方式显示、存贮和打印，也可以将计算结果保存为其他CFD软件、FEM软件或后处理软件所支持的格式FLUENT还提供了用户编程接口，运行用户可以在FLUENT的基础上定制、控制相关的输入输出，并进行二次开发12。针对不同的计算对象，FLUENT软件包含三个主要功能部分：前处理、求解器、后处理。其中前处理是指完成计算对象的建模，网格生成的程序；求解器是指求解控制方程组的程序；后处理是指对计算结果进行显示、输出的程序13。 现在对FLUENT

8、分析过程做简要介绍。首先利用前处理软件GAMBIT进行流动区域几何形状的构建、边界类型以及网格的生成，并输出用于FLUENT求解器计算的格式，然后利用FLUENT求解器对流动区域进行求解计算，并进行计算结果后处理14。FLUENT软件求解的步骤如下：(1)确定几何形状，生成计算网格(用网格划分工具GAMBIT，也可以读入其他指定程序生成的网格)；(2)输入并检查网格，选择求解器(2D或3D等)；(3)选择求解的方程：层流或湍流(或无粘流)，化学组分或化学反应，传热模型等；(4)确定流体的材料物性，确定边界类型及其边界条件；(5)流场初始化；(6)求解计算15。 参考文献1 莫乃榕.工程流体力学

9、.武汉：华中理工大学出版社，2000. 342 陈矛章.粘性流体动力学基础.北京:高等教育出版社，1993. 553 张也影.流体力学.北京：高等教育出版社，1999. 834 李进良，李承曦，胡仁喜.fluent流场分析，2009. 195 孔珑.工程流体力学.北京:水利电力出版社，1992. 396 赵孝宝.工程流体力学.南京：东南大学出版社，2004. 487 于勇.fluent入门进阶教程.北京:北京理工大学出版社，2008. 58 王瑞金，张凯，王刚.fluent技术应用与基础.北京理工大学出版社，2007. 569 韩占忠，王敬，兰小平.fluent流体工程仿真计算实例于应用.北京

10、:北京理工大学出版社，2004. 4110 王福军.CFD软件原理与应用.北京：清华大学出版社，2004. 35 11 单岩.fluent技术基础与应用实例.北京：清华大学出版社，2007. 23 12 杨鹏，郑伟涛，吴静萍.fluent软件学习心得与体会.中国水运，2007，5（11） 13 郭菁，董淑艳.FLUENTCFD领跑者.CAD与制造业信息化，2004，3 14 赵玉新.fluent教程. 南京：东南大学出版社，2004. 23 15 吴军，钟志华.汽车外流场数值仿真的进一步研究.机械工程学报，2003，9 毕 业 设 计 开 题 报 告本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（

11、途径）：本课题研究和解决的问题 通过研究本课题需要掌握流体动力学的基本理论及应用，熟练掌握流体fluent的基本操作，解决建模问题，通过FLUENT软件得到阻力系数和马赫数的关系图利用fluent对榴弹流场分析的步骤 一、前处理过程(1) 榴弹的外部流场一般是定常、等温和不可压缩的三位流场，数值模型一般为湍流模型，理论上采用的控制方程是N-S方程。(2) 进行榴弹流场模拟，首先工作是模型的建立。使用Gambit在榴弹周围建一个长方体区域作为计算域，计算区域选取的比较大，这样使得在流场仿真计算的时候榴弹流场就不受计算域的限制。(3) 在选择网格的时候，需要考虑的参数主要有:初始化的时间、计算花费

12、、和数值耗散。(4) 计算区域的边界条件，包括入口、出口及对称面边界条件。 二、计算过程 计算则使用FLUENT软件，FLUENT对前处理模块的调用的控制方程进行离散处理并且加载初始条件，然后通过求解器进行重复迭代计算直到获得收敛的解为止。 三、后处理 后处理也就是可视化处理，仍然由FLUENT软件做，它负责处理计算模块输出的计算结果，将计算的结果以图形方式显示出来，从而比较直观和方便的分析计算的结果。 毕 业 设 计 开 题 报 告指导教师意见： 指导教师： 年 月 日所在系审查意见： 系主任： 年 月 日附件：参考文献格式学术期刊 作者论文题目期刊名称，出版年份，卷(期)：页次如果作者的人

13、数多于3人，则写前三位作者的名字后面加“等”，作者之间以逗号隔开。例如：1 李峰，胡征，景苏等. 纳米粒子的控制生长和自组装研究进展. 无机化学学报， 2001, 17(3): 3153242 J.Y.Li, X.L.Chen,H.Li. Fabrication of zinc oxide nanorods. Journal of Crystal Growth, 2001,233:57学术会议论文集 作者论文题目文集编者姓名学术会议文集名称，出版地：出版者，出版年份：页次例如：3 司宗国，谢去病，王群重子湮没快度关联的研究见赵维勤，高崇寿编第五届高能粒子产生和重离子碰撞理论研讨会文集，北京：中

14、国高等科学技术中心，1996：105图书 著者书名版本出版地：出版者，出版年页次如果该书是第一版则可以略去版次。例如：4韩其智，孙洪洲群论北京：北京大学出版社，1987101预印本 作者论文题目预印本编号（出版年份）例如：5Xiaofeng Guo and Jianwei QiuThe leading power corrections to the structure functionshepph/9810548(1998)学位论文 作者论文题目学士(或硕士、博士)学位论文. 出版地：出版者，出版年份例如：6 陈异. 纳米粒子形貌控制研究. 硕士学位论文. 北京：中国科学院, 2002电子文献 主要责任者. 电子文献题名电子文献的出处或可获地址. 发表或更新日期例如：7 王明亮. 关于中国学术期刊标准化数据库系统工程的进展. 1998-08-16专利 专利所有者. 专利名称. 专利国别：专利号，日期.例如：8 姜锡洲.一种温热外敷药制备方案. 中国专利：881056073，1989-07-26.